宇宙与生命

课程编码：180081071200PX001H-2 英文名称：Universe and Life 课时：30 学分：1.00 课程属性：公共选修课 主讲教师：章德海

增强研究生的科学素养, 加强正确的科学世界观, 增加对当代自然科学的整体了解, 开拓广阔的知识面, 促使思考全方位深层次的各学科关联和前沿科学问题, 为自己的科研创新寻找新方向和新动力。

数学、物理、化学和生物方面的部分大学基础知识。

第一章 科学概论 3学时 章德海
第1节 科学的疆域
第2节 物质、精神和数学三界论
第3节 宇宙奇观
第二章 物理的深邃 5学时 章德海
第1节 物质结构的层次。
第2节 粒子标准模型简介，希格斯粒子的奇妙地位，核子内部结构和质量的形成。
第3节 恒星演化，元素的诞生。
第4节 量子的基本性质。
第5节 精巧的核结构,物理世界的量纲分析和量级估计，天体参数，核参数和液滴模 型。
第三章 数学的奥妙 2学时 章德海
第1节 宇宙维度。来一些趣味数学，(例如)zeta函数，乃至拉马努金pi公式。曼德布鲁特集。
第2节 广义相对论简介，黑洞与普朗克标度。
第四章 生命的精巧 5学时 章德海
第1节 生命复杂性之例，叶绿体。
第2节 人类基因加速进化区，大脑的复杂性。
第3节 介绍地球生命最后共同祖先的复杂性和可能惊人的早期性，以及生命是否仅起源于地球观点的可质疑性。
第4节 生命起源的各种假说，RNA世界，铁硫世界，代谢在先，隔离在先与细胞膜起源。非生到生的飞跃，水平基因转移，前基因组。
第5节 特别是进化摩尔律及地外生命的可能性，宇宙与生命关系的新方向。
第五章 宇宙精调 6学时 章德海
第1节 生命元素的精调，碳氧比。
第2节 哈勃膨胀律，解释宇宙甚远处膨胀超光速的正当性。
第3节 推导宇宙演化的弗里德曼方程。
第4节 定性解释宇宙演化史，宇宙微波背景，介绍宇宙大爆炸核合成。
第5节 真空能、暗物质和暗能量。
第6节 弦景观与宇宙的精细调节。
第六章 宇宙演化与前景 7学时 章德海
第1节 宇宙的暴涨和多宇宙。
第2节 宇宙的量子诞生, 虫洞与纠缠。
第3节 宇宙大尺度结构与演化。
第4节 技术进步与主动进化，人工智能，受控热核，量子计算机。
第5节 宇宙前景，永生人，人机新物种，全新超智能自繁殖机器“人”种，极致理想状态：人机合作共治宇宙。顺便对比悲观观点。
第6节 宗教与科学，杰出成就科学家的观点，哲学、信仰与世界观。
第7节 恒星熄灭，质子衰变，黑洞蒸发，宇宙热寂，宇宙循环，多宇宙与多世界论。
第七章 总结与考查 2学时 章德海
第1节 总结与考查

章德海, 1946年8月生于成都, 1964年考入北京大学技术物理系, 1978年再度考入北京大学物理系, 为胡宁院士名下攻读理论物理研究生. 随后留北大物理系任教. 1990年转入中国科学院研究生院物理学院, 任副教授、教授、博导, 2009年退休. 研究规范场论、引力理论、超弦理论和宇宙学等. 曾获中国科学院自然科学二等奖, 国务院特殊津贴. 在国科大讲授”宇宙与生命”课程已有15年历史.